一种凸轮式旋转槟榔分拣装置

本发明涉及一种加工分拣流水线的研究领域，特别是涉及一种适用于流水线中使用的槟榔分拣装置。

现在人们食用槟榔的量相比以前日益增加，特别在湖南地区食用槟榔人数占全国的87%。由于大部分槟榔厂制作槟榔是有全人工来完成，市场对槟榔的需求不断增加，给槟榔厂增加了不少的压力，制作槟榔需要进行选果，切籽，去核等一系列繁重的加工过程，现阶段小部分槟榔厂中开始使用机械来辅助槟榔的加工，大部分槟榔加工机械只能实现单独分工序槟榔加工功能，查阅最新技术资料，槟榔厂最新加工设备为流水线加工机械，槟榔放置在夹具上通过传送带或链条等将槟榔带到各个工位，加工完毕后的槟榔需要人工对其进行脱夹与分拣，这样不仅在最后一步降低了整体工作的效率，还因为人工的参与增加了食品污染的危险可能，所以需要一种脱夹传送分拣槟榔的装置来替代。本凸轮式旋转槟榔分拣装置可将夹具中的槟榔取出并将其转送到分拣工位进行槟榔的分拣工作。本设计不仅可以提高加工效率，还能将食品污染的可能降至最低，保证槟榔的加工自动化流水线一次性加工完成。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种凸轮式旋转槟榔分拣装置，该发明包括机架1，主动轴组2，传送机构3，圆柱凸轮机构4与槟榔转送机构5。主动轴组2安装在机架1的下方，传送机构3安装在机架1的上部两侧，圆柱凸轮机构4安装在机架1中部，槟榔转送机构5安装在圆柱凸轮机构4中。

本发明中，所述的机架1包括焊接架101，2主轴带座轴承102与2链轮轴带座轴承103；所述的焊接架101采用型材焊接件，2主轴带座轴承102用螺栓对称固装在焊接架101下横梁上，2链轮轴带座轴承103用螺栓对称固装在焊接架101上端；

本发明中，所述的主动轴组2包括主轴201与凸轮202；所述的主轴201安装在机架1下横梁上的2主轴带座轴承102中，凸轮202通过压块固装在主轴201上；

本发明中，所述的传送机构3包括链轮轴301，2链轮303，2链条302与夹具304；所述的链轮301安装在机架1上端的2链轮轴带座轴承103中，2链轮303通过压块固装在链轮轴301两边，2链条302与2链轮303配合形成链传动，夹具304用螺钉固装在链条上；

本发明中，所述的圆柱凸轮机构4包括下圆柱凸轮405，4支撑轴402，上圆柱凸轮401，2竖直挡板403与2斜向挡板404；所述的下圆柱凸轮405用螺栓固装在机架1中部的横梁上，上圆柱凸轮401与下圆柱凸轮405通过4支撑轴402固连成一体，构成一个圆柱凸轮，其圆柱凸轮上是两组首尾相接的旋转对称凸轮槽，2竖向挡板403铰接在下圆柱凸轮405的两拐角处，并采用扭簧使2竖向挡板403保持竖直状态，使滚子只能从旋转凸轮槽向竖直凸轮槽运动，限制其从竖直凸轮槽向旋转凸轮槽运动，2斜向挡板404铰接在上圆柱凸轮401的两拐角处，并采用扭簧使2斜向挡板404保持倾斜状态，使滚子只能从竖直凸轮槽向旋转凸轮槽运动，限制其从旋转凸轮槽向竖直凸轮槽运动；

作为优选，支撑轴402的数量可选择3-6根，优选4根，

作为优选，上圆柱凸轮401与下圆柱凸轮405形成的圆柱凸轮上可采用1、2、4、6组首尾相接的旋转对称凸轮槽，可分别满足1、2、4、6个工位进行加工，优选2组旋转对称凸轮槽；

本发明中，所述的槟榔转送机构5包括2支撑轴承512，旋转筒504，空心花键轴503，针架501，4针502，短轴510，滚子511，2轴承505，端盖509，连接 轴506，推杆507与凸轮滚子508；所述的2支撑轴承512分别安装在圆柱凸轮机构4上的上圆柱凸轮401与下圆柱凸轮405中，旋转筒504安装在2支撑轴承512中，与上圆柱凸轮401、下圆柱凸轮405构成的圆柱凸轮形成旋转副，旋转筒504内侧为花键槽，空心花键轴503安装在旋转筒504中形成移动副，针架501用螺栓安装在空心花键轴503上端，4根针502分别固装在针架501的四个外端部，短轴510固连在空心花键轴503中部，滚子511铰接在短轴510上，滚子511安装在上圆柱凸轮401与下圆柱凸轮405构成的圆柱凸轮槽中形成凸轮副，2轴承505安装在空心花键轴503下端中，端盖509用螺钉固定在空心花键轴503下端，连接轴506安装在2轴承505中，推杆507固装在连接轴506上，凸轮滚子508铰接在推杆507下端，凸轮滚子508安装在凸轮202的凸轮槽中形成凸轮副；

作为优选，空心花键轴503与旋转筒504配合形成的移动副可采用导轨滑块等直线移动方式，考虑到受力等问题，优选花键配合；

一种凸轮式旋转槟榔分拣装置操作方法，其操作步骤如下：

1）装置处于初始状态：电机驱动主轴201正向旋转，凸轮202处于远休止，针502处于最高位置，链轮轴301停转，带有槟榔的夹具304静止在待扎取槟榔的针502的正下方，滚子511处于凸轮槽中竖直槽的最上端，竖直挡板403处于竖直状态，斜向挡板404处于倾斜状态；

2）取籽：凸轮202进入回程，链轮轴301保持停转，竖直挡板403保持竖直状态，滚子511在竖直槽中下移使斜向挡板404克服扭簧力逆时针旋转至竖直状态，滚子511继续下移至竖直槽最下端，带动针502下移扎取槟榔，完成取籽动作，斜向挡板404在扭簧恢复力下回到初始倾斜状态；

3）提籽：凸轮202进入近休止，夹具304的夹爪松开槟榔后，凸轮202进入推程，链轮轴301保持停转，竖直挡板403保持竖直状态，斜向挡板404保持倾斜状态，滚子511沿竖直槽上移至斜向挡板404处，使针502上移将槟榔带离夹具304，完成提籽动作；

4）转位：凸轮202保持推程，链轮轴301保持停转，竖直挡板403保持竖直状态，斜向挡板404保持倾斜状态，在斜向挡板404作用下，滚子511从竖直凸轮槽进入旋转凸轮槽中，使针502携带槟榔旋转180°并向上移动，直至滚子511到达竖直挡板403处，完成转位动作；

5）回位：链轮轴301正向旋转，带动带有槟榔的夹具304向前移动一个工位后，链轮轴301停转，同时，凸轮202保持推程，斜向挡板404保持倾斜状态，滚子511使竖直挡板403克服扭簧力顺时针旋转，使滚子511沿旋转凸轮槽进入竖直凸轮槽中，并沿竖直凸轮槽向上移动到达最高位置，携带槟榔的2根针502到达分拣工位进行分拣，同时另外2根针到达带有槟榔的夹具304的正上方，竖直挡板403在扭簧恢复力作用下回到初始竖直状态，凸轮202进入远休止，装置回到初始位置。

与现有技术相比，本发明的技术效果是：本发明采用双凸轮（圆柱凸轮与平面凸轮）装置控制机构升降与旋转，利用平面凸轮副控制机构的上下运动来带动圆柱凸轮副上的机构旋转，从而达到将夹具上槟榔取出并转移至分拣工位进行槟榔分拣的目的。本装置的发明能有效的提高槟榔加工流水线的效率与质量，实现槟榔全自动化一体化加工生产线的最后一个步骤。本发明具有结构简单，节能环保，加工技术难度低，操作简单，适用于多种夹具式槟榔加工流水线等优点。

图1是本发明的总体结构图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明的机架结构图；

图4是本发明的主动轴组结构图；

图5是本发明的传送机构结构图；

图6是本发明的旋转部分结构图；

图7是本发明的圆柱凸轮机构结构图；

图8是本发明的圆柱凸轮结构图；

图9是本发明的槟榔转送机构结构图。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

根据本发明提供的一种实施方案：

一种凸轮式旋转槟榔分拣装置，该发明包括机架1，主动轴组2，传送机构3，圆柱凸轮机构4与槟榔转送机构5。主动轴组2安装在机架1的下方，传送机构3安装在机架1的右侧，圆柱凸轮机构4安装在机架1中部，槟榔转送机构5安装在圆柱凸轮机构4中。

本发明中，所述的机架1包括焊接架101，2主轴带座轴承102与2链轮轴带座轴承103；所述的焊接架101采用型材焊接件，2主轴带座轴承102用螺栓对称固装在焊接架101下横梁上，2链轮轴带座轴承103用螺栓对称固装在焊接架101上端；

本发明中，所述的主动轴组2包括主轴201与凸轮202；所述的主轴201安装在机架1下横梁上的2主轴带座轴承102中，凸轮202通过压块固装在主轴201上；

本发明中，所述的传送机构3包括链轮轴301，2链轮303，2链条302与夹具304；所述的链轮301安装在机架1上端的2链轮轴带座轴承103中，2链轮303通过压块固装在链轮轴301两边，2链条302与2链轮303配合形成链传动，夹具304用螺钉固装在链条上；

本发明中，所述的圆柱凸轮机构4包括下圆柱凸轮405，4支撑轴402，上圆柱凸轮401，2竖直挡板403与2斜向挡板404；所述的下圆柱凸轮405用螺栓固装在机架1中部的横梁上，上圆柱凸轮401与下圆柱凸轮405通过4支撑轴402固连成一体，构成一个圆柱凸轮，其圆柱凸轮上是两组首尾相接的旋转对称凸轮槽，2竖向挡板403铰接在下圆柱凸轮405的两拐角处，并采用扭簧使2竖向挡板403保持竖直状态，使滚子只能从旋转凸轮槽向竖直凸轮槽运动，限制其从竖直凸轮槽向旋转凸轮槽运动，2斜向挡板404铰接在上圆柱凸轮401的两拐角处，并采用扭簧使2斜向挡板404保持倾斜状态，使滚子只能从竖直凸轮槽向旋转凸轮槽运动，限制其从旋转凸轮槽向竖直凸轮槽运动；

作为优选，支撑轴402的数量可选择3-6根，优选4根，

作为优选，2竖直挡板403与2斜向挡板404的作用是控制在上圆柱凸轮401与下圆柱凸轮405构成圆柱凸轮的槽中运动的滚子按规定路线移动，挡板旋转时间需要与整个机构的动作相匹配，由于本机构只需要其朝一个方向旋转，故挡板与凸轮间只需用扭簧即可完成动作，作为优选，可用微型电机或其他机构直接或间接的控制挡板的旋转时间与范围，可改变在槽中运动的滚子的移动路径完成不同的旋转要求，

作为优选，上圆柱凸轮401与下圆柱凸轮405形成的圆柱凸轮上可采用1、2、4组首尾相接的旋转对称凸轮槽，可分别满足1、2、4个工位进行加工，优选2组旋转对称凸轮槽；

本发明中，所述的槟榔转送机构5包括2支撑轴承512，旋转筒504，空心花键轴503，针架501，4针502，短轴510，滚子511，2轴承505，端盖509，连接 轴506，推杆507与凸轮滚子508；所述的2支撑轴承512分别安装在圆柱凸轮机构4上的上圆柱凸轮401与下圆柱凸轮405中，旋转筒504安装在2支撑轴承512中，与上圆柱凸轮401、下圆柱凸轮405构成的圆柱凸轮形成旋转副，旋转筒504内侧为花键槽，空心花键轴503安装在旋转筒504中形成移动副，针架501用螺栓安装在空心花键轴503上端，4根针502分别固装在针架501的四个外端部，短轴510固连在空心花键轴503中部，滚子511铰接在短轴510上，滚子511安装在上圆柱凸轮401与下圆柱凸轮405构成的圆柱凸轮槽中形成凸轮副，2轴承505安装在空心花键轴503下端中，端盖509用螺钉固定在空心花键轴503下端，连接轴506安装在2轴承505中，推杆507固装在连接轴506上，凸轮滚子508铰接在推杆507下端，凸轮滚子508安装在凸轮202的凸轮槽中形成凸轮副；

作为优选，空心花键轴503与旋转筒504配合形成的移动副可采用导轨滑块等直线移动方式，考虑到受力等问题，优选花键配合；

一种凸轮式旋转槟榔分拣装置操作方法，其操作步骤如下：

1）装置处于初始状态：电机驱动主轴201正向旋转，凸轮202处于远休止，针502处于最高位置，链轮轴301停转，带有槟榔的夹具304静止在待扎取槟榔的针502的正下方，滚子511处于凸轮槽中竖直槽的最上端，竖直挡板403处于竖直状态，斜向挡板404处于倾斜状态；

2）取籽：凸轮202进入回程，链轮轴301保持停转，竖直挡板403保持竖直状态，滚子511在竖直槽中下移使斜向挡板404克服扭簧力逆时针旋转至竖直状态，滚子511继续下移至竖直槽最下端，带动针502下移扎取槟榔，完成取籽动作，斜向挡板404在扭簧恢复力下回到初始倾斜状态；

3）提籽：凸轮202进入近休止，夹具304的夹爪松开槟榔后，凸轮202进入推程，链轮轴301保持停转，竖直挡板403保持竖直状态，斜向挡板404保持倾斜状态，滚子511沿竖直槽上移至斜向挡板404处，使针502上移将槟榔带离夹具304，完成提籽动作；

4）转位：凸轮202保持推程，链轮轴301保持停转，竖直挡板403保持竖直状态，斜向挡板404保持倾斜状态，在斜向挡板404作用下，滚子511从竖直凸轮槽进入旋转凸轮槽中，使针502携带槟榔旋转180°并向上移动，直至滚子511到达竖直挡板403处，完成转位动作；

5）回位：链轮轴301正向旋转，带动带有槟榔的夹具304向前移动一个工位后，链轮轴301停转，同时，凸轮202保持推程，斜向挡板404保持倾斜状态，滚子511使竖直挡板403克服扭簧力顺时针旋转，使滚子511沿旋转凸轮槽进入竖直凸轮槽中，并沿竖直凸轮槽向上移动到达最高位置，携带槟榔的2根针502到达分拣工位进行分拣，同时另外2根针到达带有槟榔的夹具304的正上方，竖直挡板403在扭簧恢复力作用下回到初始竖直状态，凸轮202进入远休止，装置回到初始位置。